题名华北落叶阔叶林森林生态系统水源涵养特征研究
作者莫菲
学位类别博士后
答辩日期2012-06
授予单位中国科学院研究生院
授予地点北京
导师李叙勇
关键词华北落叶阔叶林 森林生态系统 水源涵养 Broadleaved mixed forest Forest ecosystem Water conservation
其他题名The Study of Water Conservation of Deciduous Broadleaved Mixed Forest Ecosystem in North China
学位专业生态学
中文摘要 为探讨北方干旱缺水地区森林植被的水文影响,在2009~2010年的两个生长季(5~10月)在北京门头沟区东灵山,开展森林植被特征、森林水文过程的研究,以求深入认识森林植被的水文作用机理并为东灵山及类似地区的水源涵养林建设提供理论基础和技术支持。
    具体研究内容包括森林植被和土壤特征、典型样地森林植被水文过程、坡面尺度森林植被水源涵养功能、流域水文模型运用等,主要研究成果如下:
    (1)通过样地调查分析了东灵山的森林植被群落结构和其空间分布。植被可划分为辽东栎林、油松林、华北落叶松和落叶阔叶混交林4个群落类型。在乔灌木树种组成上,乔木层优势种主要有辽东栎、华北落叶松、油松、山杨、白桦、糠椴和棘皮桦等;灌木层优势种是二色胡枝子和大花溲疏等;草本层优势种是野青茅等。
    (2)在东灵山开展了大量调查,研究土壤物理性质随土层深度、坡向、坡位及植被类型的变化。结果表明:土壤容重和石砾含量的变化范围分别为0.91~1.12g/cm3和7.4~15.7%之间,并随土层加深逐渐增大,容重的增幅随土层深度增加而减小。
    (3) 从林冠层、枯落物层及土壤层3个生态作用层面上,对东灵山森林各生态层涵养水源功能进行了对比分析,结果表明不同植被类型的林冠截留为12.28% ~19.23%,林冠截留能力大小依次为辽东栎林、落叶阔叶混交林、油松林、华北落叶松林;不同植被类型的枯落物持水量为26.98~59.71 t/hm2,落叶阔叶混交林持水量最大,油松林最小;不同植被类型土壤蓄水总量为407.5~459.4 t/hm2 ,蓄水能力最大的为落叶阔叶混交林;不同植被下产生的地表径流量为2.93~4.37 mm,径流量最大的为油松林。
基于实验结果分析,构建了枯落物截持蒸发过程模型:E=aTebθUEs/Q  此模型可同时反映枯落物含水量、地温、风速、水面蒸发、太阳辐射等影响因子对枯落物蒸发动态的影响。样地尺度综合评价表明:东灵山4种植被类型水源涵养功能大小依次为落叶阔叶混交林、辽东栎林、华北落叶松林、油松林。
    (4)在坡面尺度森林群落水源涵养分析基础上,对不同森林群落的水源涵养进行分析研究,发现不同植被类型组成的林分之间存在明显的功能差异,其中综合水源涵养最大的植被类型是落叶阔叶混交林,其次为辽东栎林、华北落叶松林和油松林。
    (5)应用分布式生态水文模型SWIM于斋堂小流域,分别利用2007-2010年的气象数据和水文数据对模型进行率定和检验,在模型率定和验证的基础上,采用增量情景法,设定气温和降水变化的情景方案,分析降水和气温的变化对年径流的影响情况。

公开日期2014-05-15
内容类型学位论文
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7242]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
莫菲. 华北落叶阔叶林森林生态系统水源涵养特征研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012.
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